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RATIONALE Genome-wide associat10n studies (GW AS) are an efficient approach to dissect the genetic architecture of complex traits. Lipids, including the diterpenes cafestol and kahweol, are key compounds that contribute to the quality of coffee beverages. A genome-wide association study was performed to identify genomic regions associated with lipid, cafestol and kahweol. METHODS Using GBS, we genotyped 107 Cojfea arabica accessions, including wild genotypes from the historical F AO collection from Ethiopia and cultivars. Lipids, cafestol and kahweol contents in green beans were determined by NIRS. For full description of genetic analysis and the four association methods: mrMLM, F ASTmrEMMA, ISIS EM-BLAS SO, pLARmEB see Sant' Ana et al.2018. RESULTS Using the diploid Cojfea canephora genome as a reference for GBS data, we identified 6,696 SNPs. Population structure analyses suggested the presence of two to three groups (K = 2 and K = 3) corresponding to the east and west sides of the Great Rift Valley and an additional group formed by wild accessions collected in western forests. We identified 5 SNPs associated with lipid content, 4 with cafestol, 3 with kahweol and 9 with cafestol/kahweol ratio. Most of these SNPs are near by genes related to metabolic pathways of those compounds. Among all trait-associated SNPs detected by GWAS, three showed strong signals of directional selection between genetic groups identified using STRUCTURE (K = 3). The group with most wild accessions presented very low frequencies of the reference alleles compared with the other two groups. This indicates that domestication and/or breeding process of C. arabica may have changed allelic frequencies of these loci in order to modulate lipids and diterpenes content. CONCLUSIONS & PERSPECTIVES The genetic anaysis helped to define which accessions are more important to preserve in order to have a good genetic representation of the F AO collection and provided insights on C. arabica domestication. The GWAS approach was efficient to identify markers and genomic regions associated to lipids and diterpenes in Coffea arabica that can be used into breeding programs.

Aims: This study characterized biochemical compound variability that influence green bean quality in C. canephora as a basis for identifying heterogeneous genotypes for use in crop improvement because genetic erosion aided by climate change effects is gradually threatening the cultivation of Original Research Article Aluka et al.; AJEA, 12(2): 1-13, 2016; Article no.AJEA.23004 2 Ugandan Robusta coffee (Coffea canephora) local races. Study Design: Four hundred and fifty four accessions from twenty four districts were analyzed with Near Infra Red Spectroscopy (NIRS) for six biochemical compounds using calibrations developed at CIRAD, France. Place and Duration of Study: This work was conducted at the National Coffee Resources Research Institute (NaCORRI), Uganda between January 2007 and December 2013. Methodology: Spectrometer Nirsystem 6500 Foss(Denmark) machine and Software ISI NIRS 2 version 4.11 (Infra Soft International, Port Matilda, USA) were used to analyze ground samples in diffuse reflectance from 400 nm to 2500 nm (2 nm steps) and predictive models were used to quantify the biochemical contents in the green beans. Data was analyzed with XLSTAT version 2011.2.05 (Addinsoft), Paris, France. Results: Chlorogenic acid and fat concentrations of 13.26 and 13.19% dry matter respectively reported in this study, were much higher than 5.88 and 9.0% dry matter respectively reported earlier. Caffeine concentrations were positively significantly correlated with cholorogenic acid but negatively significantly correlated with trigonelline, sucrose, fat and dry matter contents. Caffeine and chlorogenic acid concentrations increased with age whereas trigonelline declined as trees aged. Chlorogenic acid and trigonelline concentrations were at their lowest levels in elevations of between 10001200 metres above sea level and like fat and dry matter concentrations, the compounds were at their highest levels in higher elevations of about 1500 metres above sea level. Local landraces, ‘’nganda’’ and ‘’erecta’’ had higher concentrations of chlorogenic acid, sucrose and caffeine than improved, hybrid and commercial types. Conclusions: Ugandan C. canephora caffeine content was lower than that of West-African Robusta coffee but higher than that of Arabica coffee. Four distinct diversity groups derived from the six biochemical compounds represented the major organoleptic categories. The results reported here will be useful in defining the desirable cup qualities of Robusta coffee as demanded by world markets.

L'amélioration variétale de Coffea canephora représente un grand défi pour augmenter la productivité de cette espèce et assurer un meilleur revenu aux planteurs. Les opportunités sont nombreuses : la diversité génétique de cette espèce est bien documentée, les paramètres génétiques sont relativement bien établis pour les principaux caractères d'intérêt et les ressources génomiques disponibles s'accumulent. Toutefois, des contraintes sont également à considérer : en particulier, l'histoire spécifique de la mise en culture et de la sélection a conduit à une inégalité des sélectionneurs à travers le monde pour l'accès à l'ensemble de la diversité génétique de l'espèce. Ainsi, la sélection récurrente réciproque (SRR) qui représente une innovation majeure en termes d'utilisation raisonnée des ressources génétiques n'a pu être menée qu'en Côte d'Ivoire qui seule dispose d'un ensemble complet et référencé des ressources génétiques de base de C. canephora. Cette stratégie est adaptée à une sortie variétale sous la forme de semences hybrides, plus adaptées à une diffusion de masse que les boutures clonales. En dehors de la Côte d'Ivoire, une sélection massale clonale sur des populations en recombinaison plus ou moins bien décrites reste souvent l'axe des programmes de création variétale. Par ailleurs, le génome de C. canephora est sur le point d'être séquencé et les ressources génomiques sont maintenant suffisantes pour venir en appui des programmes de sélection. Les choix stratégiques qui permettront d'utiliser au mieux ces ressources au service de l'amélioration génétique doivent être l'objet d'une réflexion approfondie, tenant compte de l'expérience acquise pour d'autres plantes : les clés de ces choix sont discutées.

A expressão do gene RBCS1 foi analisada no contexto da alopoliploidia de C. arabica. O nosso estudo revelou a existência de dois genes RBCS1 homeólogos em C. arabica: um oriundo do sub-genoma de C. canephora (chamado CaCc) e o outro oriundo do sub-genoma de C. eugenioides (chamado CaCe). Usando primers específicos de cada homeólogos, os estudos da expressão revelaram que CaCe se expressava em C. eugenioides e C. arabica mas nao em C. canephora. Por outro lado, CaCc se expressava em C. canephora mas estava quase silenciado em genótipos nãointrogredidos ("puros") de C. arabica. Entretanto, uma expressão de CaCc foi observada na maioria dos cultivares de C. arabica introgredidos com genoma de C. canephora. Para ambas as espécies, o estresse hídrico levou a uma diminuição importante na abundância dos transcritos RBCS1. Isto foi observado para as plantas cultivadas na casa de vegetação ou no campo sob um estresse severo ou moderado.

Coffee wilt disease (CWD), which is caused by Fusarium xylaroides Steyaert, the conidial stage of Gibberella xylarioides Hem. & Saccas, is the most serious problem of Robusta coffee (Coffea canephora) production in Uganda, the Democratic Republic of Congo (DRC) and Tanzania. It is also affects Arabica coffee (Coffea arabica) production in Ethiopia. CWD spreads quickly and widely, thus it is a threat to coffee production in all continents. It can be controlled effectively by planting resistant varieties. In Uganda CWD was first observed on C. canephora in 1993, in areas bordering the DRC and by 2002 it had spread to many parts of the country, where it had destroyed 44.5% of the crop (Oduor, 2005). This reduced Uganda¿s coffee exports by nearly 50% and led to economic loss of US dollars 80-270 million annually between 1996 and 2007. Consequently, a search for CWD resistant C. canephora varieties was initiated at the Coffee Research Centre (COREC) in 1997. This involved screening C. canephora germplasm in naturally infected fields and in artificial inoculations carried out in the screen house for resistance. The C. canephora genotypes both in field and screen house studies, responded quantitatively to the disease, implying that CWD resistance in C. canephora is controlled by many genes. 1519 completely resistant genotypes were identified through large scale germplasm screening in artificial inoculations at COREC and these were planted in mother gardens and thereafter they were cloned and planted in field evaluation trials. 167 of the clones underwent preliminary evaluation and four (4) were selected for being resistant to leaf rust and red blister disease and having good cup and bean qualities. The four selected clones were planted in on-farm multi location evaluation trials, en route to being recommended for commercial cultivation. Similarly, four (4) CWD resistant clones were selected from among many genotypes screened in naturally infected fields at COREC and were also planted on-farm multi location trials, en route for recommendation for farmer cultivation.

Coffee is one of the most important cash crops for numbers of countries in the intertropical zones all over the world. Coffea canephora is responsible for about 35% of the total world production of coffee. Natural area of this species corresponds to the actual zone of tropical rainforest in Africa. In order to better assess genetic resources and natural history of this species, we analysed a sample of 285 individuals from different sampling points on the repartition area, including some cultivated genotypes. A set of 39 nuclear microsatellites markers was genotyped in order to investigate species genetic structure and population history. An integrate approach combining both distances (factorial analysis) and bayesian model (Structure) methods was used to study the species structure. We shown that 2 major groups can be clearly discriminated, those two groups correspond to previous work led by Berthaud. However a finest structure has been shown, dividing the previous groups in a total of 6 groups, whereas previous studies have shown 5). We tried to investigate those groups history by computing the dm² statistic of Goldstein in our sample. Results show the possible effect of glaciation refuge areas on the elaboration of the Coffea canephora genetic structure, separating a guinean region composed by 2 groups and a Congolese one composed by four groups.

Quality and drought stress tolerance are two important targets for Coffea species cultivation. Currently, efficient genetic improvement of these traits is still hampered by the lack of early and cheap predictors. In this context, identification of molecular tools linked to these traits would significantly improve breeding efficiency. Based on the available literature, different metabolisms involved in the variability of both drought tolerance and coffee quality can be proposed. Based on this information, a study was initiated in Coffea species, aiming at estimating nucleotide diversity of four sucrose metabolism enzymes (Sucrose Synthase, Cell Wall Invertase, acid Vacuolar Invertase and Sucrose Phosphate Synthase). The two mains objectives of this work were i) to assess the level of variability of these genes within the whole area of distribution of Coffea canephora, and within 15 related Coffea species representing the four groups of diversity of this genus, and ii) to identify polymorphisms useful for mapping and association genetic studies. Almost 200 polymorphisms (SNP, INDELS, SSR) were identified through sequencing of Coffea canephora genotypes. In addition, analysis of the variability of these genes between different Coffea species allowed the identification of 300 additional polymorphic sites. Parallel in-silico analysis of EST resources confirmed the interest of this approach towards the identification of polymorphisms in Coffea sp. Identification of nucleotide polymorphisms will not only provide useful markers for traditional genetic studies (genetic mapping, population genetics, association studie) but also provide criteria to infer the evolutionary history of the analysed genes. Such information will be particularly relevant to select the best candidate genes to test in future association studies.

Coffee wilt disease (CWD) caused by Fusarium xylarioides appeared in 1993 in Uganda and has become a serious problem of coffee production. From the 1940's to 1960's the disease caused considerable destruction to C. canephora in Central and West Africa. This disease was effectively controlled by uprooting and planting resistant varieties. For developing wilt resistant varieties in Uganda, wild Coffea canephora trees from Kibale and Itwara primary forests were studied together with cultivated genotypes of nganda and erecta phenotypes and other cultivated genotypes from Kalangala Islands in Lake Victoria. The genotypes were analyzed for genetic diversity using 24 SSR markers covering many parts of C. canephora genome. These studies found significant genetic differences between Kibale, Itwara, Kalangala and a group constituted of nganda and erecta genotypes. A comparison of Ugandan genotypes with known C. canephora diversity groups using 18 of the SSR markers revealed that Ugandan genotypes constitute a new diversity group in the species. Therefore it was interesting to test this Ugandan material for resistance to coffee wilt disease. Resistances tests were performed using a field isolates of Fusarium xylarioides on open pollinated progenies of some of Kibale, Itwara, Kalangala and Nganda and erecta individuals studied for genetic diversity. Results of these tests revealed presence of resistance among genotypes from all sources and significant genetic differences between sources. High variability between progenies within each source was also detected. In this paper importance of this diversity in developing improved coffee varieties is discussed.

Coffea genus includes more than 80 taxa, representing a high genotypic and phenotypic diversity. Our study leads to an evaluation of diversity, based on two types of markers, microsatellites (SSR) and Single Nucleotide Polymorphisms. Coffea diversity was evaluated at two levels: 20 species of the genus were analysed whereas a wider sampling was performed for Coffea canephora. 60 SSR markers were used; they provided new information concerning Coffea genus structuration and phylogenetic relationships between species. At the interspecific level, results are consistent with the geographical distribution of species. Within C. canephora, the knowledge of the genetic diversity of wild and cultivated populations is important as preliminary information for genetic improvement. Results obtained are consistent with previous studies. Furthermore, a new group including the Ugandan genotypes was identified, constituting the most eastern located independent genetic group, with a level of diversity comparable to Congolese genotypes. Analyses on SNPs diversity have also been performed for some specific genes implicated in sucrose and diterpen metabolisms. Results give complementary data on diversity, and indicate if these genes were subjected to natural of artificial selection, indicating the best putative candidate genes. Consequences for the identification of tools for Marker Assisted Selection are discussed.

A field trial of transformed Coffea canephora for the synthesis of the Bt protein cry1Ac against coffee South-American leaf miner was performed in French Guiana. Almost all the transformed clones were highly resistant against Leucoptera coffeella. The strategy of plant selection requires the creation of lines synthesizing large amounts of insecticidal protein. The transgenic protein in the leaves of 15 independent transformed clones was quantified once. A significant variability in the transgenic protein concentration was seen among the clones. The potential of the used genetic construct seems interesting.

Robusta coffee, produced by Coffea canephora, represents about 35% of the world coffee production. As part of studies aiming at the improvement of coffee cup quality, the knowledge of the genetic diversity of the wild and cultivated populations is an important task. Up to 210 individuals from different geographic origin were screened for diversity with a set of microsatellites markers take from the whole genome. The results of this analysis are consistent with the previous studies made with other kind of markers (RFLP and isozymes). Several genetic parameters were computed and indicate a very high diversity and structuration of the species. Original wild material from Uganda (1) was also studied in order to replace it within the previously known groups. Several genetic parameters (e.g. PIC, F statistics) were computed in order to better know the dynamic of these populations. These results will be discussed in the context of Coffea canephora genetic improvement.

The objective of this study was to precise the known diversity in this genus with a whole genome coverage microsatellite set. Microsatellites markers derived from three different origins (SSR enriched library, gene sequences and BAC library?) were applied to a set of 45 individuals representing 20 species. The aim of this work was to validate with a large set of microsatellites previous diversity studies made with other markers (RFLP, isozymes) and to relocate the genetic diversity of C. canephora in a global context. Our results clearly validate the previously described geographic groups of the Coffea genus. Considering the rapid evolution of microsatellites, the genome organisation and the origin of the C. Arabica genome is discussed. Moreover, the interspecific transferability of microsatellites defined on a specific species was very good. The focus made on several species allowed us to make some comparisons on several genetic parameters e.g. PIC and mean number of alleles. The results and the future work on the basis of this set of markers and individuals are discussed.

Coffee Wilt Disease (CWD) or Tracheomycosis was first seen in 1927 in Central Africa Republic. From 1938 to the early 50's it spread on Coffea excelsa and attacked C. neo-Arnoldiana, to a lesser extend C. canephora var. robusta. At the same time a general decline of coffee trees in Ivory Cost was attributed to the same disease. It attacked two local varieties of C. canephora and C. abeokutae or Indénié as well. In Ethiopia, CWD infects Arabica coffee. From 1935 to 1960, coffee wilt became the most serious disease of Coffea sp throughout West and Central Africa. The damages were very severe and lead to the death of millions of trees. As a consequence, Coffea excelsa and related species as C. abeokutae disappeared from these regions. During the 50's the systematic elimination of affected plants over vast areas was required. Additionally, the collect of sources of resistance in both wild populations and in the cultivated varieties for use in breeding programmes should be undertaken so that resistant varieties could be developed and replanting could begin. These two strategies proved to be highly successful. The Coffee wilt disease "disappeared" towards the end of the 1960s, "reappeared" at the beginning of 1980's in DRC and 1993 in Uganda. Given the inefficacy of phytosanitary control methods, the impossibility of replanting on infected soil and the absence of commercial resistant cultivars, a genetic control strategy was initiated. Two lines of research were developed: a study of pathogen diversity and an analysis of the biodiversity of wild Coffea canephora trees in Uganda, which would be resistant to vascular wilt.

A BAC library of the heterozygous diploid genotype of C. canephora 126 was constructed starting from young leaf plant material. The BAC library is constituted of 55,296 clones with an average insert size of 135 Kb which represent a coverage of 9 haploid genome equivalents. The validation and characterization of the BAC library are underway to estimate the extent of contamination by organelle DNA (chloroplastic and mitochondrial). The use of single-copy probes will enable to experimentally validate the genome coverage of the BAC library. The BAC library represents a valuable and central tool to investigate the existence of linkage disequilibrium in wild populations of C. canephora descended from a small number of mother-trees. The BAC library will also be used to physically delimit QTLs for important agronomic traits and to characterise genes controlling sucrose content during coffee bean development. (Texte intégral)

Eleven mating designs, 6 top-crosses and 5 North Carolina II, were used to estimate narrow sense, broad sense and within-cross heritability of Coffea canephora yield in Côte d'Ivoire. The objective was to predict achievable genetic gains according to different breeding strategies. Narrow sense, broad sense, family and within-cross heritabilities were 0.32, 0.43, 0.83 and 0.22, on average respectively. The percentage of additivity was high (81% on average). A degree of variation was nevertheless observed for estimates over trials. This was found to be mainly due to parent sampling in each trial. By theoretical computation. the minimum number of parents required to obtain optimum precision was found to be around 30. Predicted genetic gains for yield through clonal selection at a selection level of 1% ranged from 7 to 28% over the best hybrid in each trial, suggesting thus clones still interesting for breeders. The consequences for coffee breeding are discussed.

Le gène de Bacillus thuringiensis cry1Ac a été introduit par transformation génétique dans des génotypes des deux espèces de caféier (Coffea canephora et Coffea arabica), afin de leur conférer la résistance à la mineuse des feuilles du caféier (Perileucoptera coffeella et autres Leucoptera spp.). Des embryons somatiques et des cellules embryogènes ont été cocultivés avec la souche LBA 4404 de Agrobacterium tumefaciens contenant le gène cry1Ac, un gène rapporteur et un gène de résistance à un herbicide, utilisé comme agent sélectif. Plus de 100 plantes transformées issues d'événements indépendants ont été obtenues pour deux des quatre génotypes utilisés, une trentaine pour les autres. L'intégration correcte des gènes a été analysée. L'expression du gène cry1Ac a été étudiée par western blotting, la protéine insecticide a été détectée dans la plupart des plantes transformées. Certaines plantes s'avèrent très résistantes aux attaques des insectes dans les bio-essais. L'essai au champ qui sera implanté en 2000 en Guyane française permettra d'évaluer la conformité agronomique des plantes transformées et leur résistance aux insectes en conditions naturelles. Ces plantes représentent une bonne opportunité de suivre l'expression des gènes Bacillus thuringiensis et la gestion de la résistance contre un insecte de type mineur pour une plante pérenne tropicale.

Un lot de 350 plantules, destinées à l'essai de caféiers transgéniques, a été acheminé lors de cette mission. Il était constitué pour moitié de plantules racinées à Tours, et pour moitié de plantules non racinées. Elles ont été repiquées à Combi, dans les mêmes conditions que le dernier envoi de juin 1999 qui avait donné des résultats satisfaisants. Les conditions de substrat, d'arrosage, d'humidité sous les tunnels et de luminosité ont été de nouveau précisées avec tous les intervenants. L'arrosage est maintenant effectué par des rampes qui fonctionnent cinq minutes par jour sur les plantes dès leur sortie de tunnel. D'autre part, cette mission a permis de définir de façon assez précise deux axes importants de travail de l'équipe café de Guyane dans les prochains mois : - la préparation et l'installation du futur essai de caféiers, des parcelles témoins entomologiques et des groupes de caféiers pièges à pollen qui seront installés à différentes distances de l'essai; - la mise en place de l'élevage d'insectes pour les lâchers dans la future parcelle; - les autres travaux à effectuer en 1999-2000 (parcs à bois, collections, essais).

A synthetic version of the #Bacillus thuringiensis# cryIAc gene was used in transformation of coffee species (#Coffea canephora# and #Coffea arabica#) to confer resistance to an important pest, the coffee leaf miner (#Perileucoptera coffeella and other #Leucoptera# spp.). Somatic embryos were co-cultivated with the LBA4404 strain of #Agrobacterium tumefaciens# containing the synthetic cryIAc gene, the csrI-I gene conferring resistance to a herbicide used as a selective agent, and the uidA gene. More than 100 transformed plants from independent transformation events have been obtained for each coffee genotype. The expression of the cryIAc gene was studied by western blotting analyses, and effective resistance of transgenic plants against leaf miner was verified by bioassays with insects. Correct integration of the genes was analysed. Agronomic conformity of the transgenic plants will be evaluated in field planting in French Guyana, and a suitable insect management will be implemented. These plants could represent a good opportunity to observe a gene expression in a perennial crop and the management of resistance against an endocarpic insect with a protein from #B. thuringiensis#.

A synthetic version of the Bacillus thuringiensis cry1Ac gene was used in transformation of coffee species (Coffea canephora and Coffea arabica) to confer resistance to an important pest in South America and East Africa, the coffee leaf miner (Perileucoptera coffeella and other Leucoptera spp.). Somatic embryos were co-cultivated with the LBA4404 strain of Agrobacterium tumefaciens containing the synthetic cry1Ac gene, the csr1-1 gene conferring resistance to a herbicide used as a selective agent, and the uidA gene. More than 100 transformed plants from independent transformation events have been obtained for each coffee genotype. The expression of the cry1Ac gene was assessed by western blot analyses, and effective resistance of transgenic plants against leaf miner was verified by bioassays with insects. Correct integration of the genes was analysed. Agronomic conformity of the transgenic plants will be evaluated in field planting in French Guyana, and a suitable insect management program will be implemented. These plants could represent a good opportunity to observe gene expression in a perennial crop and the management of resistance against an endocarpic insect with a protein from B. thuringiensis. (Texte intégral)

Plusieurs années de recherche permettent de tirer un premier bilan sur l'efficacité de la sélection de géniteurs et têtes de clone pour l'amélioration de #Coffea canephora# en Côte d'Ivoire. Les corrélations entre la production des têtes de clone et celles des clones correspondant, calculées pour deux expérimentations distinctes, s'élèvent à 0,75 et 0,47, traduisant l'efficacité de la sélection des têtes de clone. La corrélation entre la performance des géniteurs testés sur deux testeurs de la population réciproque est de 0,79 dans le cas des géniteurs congolais et de 0,68 dans le cas des géniteurs guinéens. En revanche, les corrélations entre les performances des géniteurs guinéens testés en inter et en intragroupe sont faibles. Les conséquences pour la sélection sont discutées.

Des plantules de caféier transgéniques ont été obtenues via #Agrobacterium rhizogenes# et #A. tumefaciens#. Pour cela, des embryons de #C. canephora# Pierre ont été utilisés comme explants primaires. Ils ont été infectés avec des souches #A. rhizogenes# A4 et #A. tumefaciens# LBA4404 désarmée. Le plasmide binaire utilisé dérive du vecteur pBIN19, l'ADN-T comprend le gène rapporteur gus-intron, un gène de sélection conférant la résistance à un herbicide (chlorsulfuron) et un gène, natif ou synthétique, codant pour l'endotoxine de #Bacillus thuringiensis# CryIA(c) active contre la mineuse des feuilles du caféier, #Perileucoptera coffea# Guérin-Méneville. Une coculture de 2 ou 3 jours et une application différée de l'agent sélectif de 21 à 28 jours ont permis la sélection de tissus trangéniques puis la régénération de plantules. L'intégration de la construction a été vérifiée par PCR et hybridation moléculaire. La résistance à la mineuse des feuilles des plantes transformées va être testée, et les essais seront élargis à l'espèce #C. arabica#. De plus, la méthode de transformation ainsi développée pourrait être étendue à d'autres gènes d'intérêt

Les plantules de caféier génétiquement modifiées ont été apportées pour l'essai qui sera planté sur les parcelles de la station CIRAD de Combi, sur la commune de Sinnamary. Cet essai de dissémination de plantes transgéniques a fait l'objet d'un dossier déposé le 19 août 1998, et présenté devant la Commission du Génie Biomoléculaire (CGB) le 19 octobre 1998. La Commission a donné un avis favorable en date du 18 novembre 1998, et l'autorisation officielle de dissémination par le Ministère de l'Agriculture et celui de l'Environnement est datée du 3 décembre 1998. Les plantules ont été repiquées en pépinière sur la station de Kourou. Un suivi journalier a été effectué lors de la mission. Les plantules seront gardées à Kourou pendant une période de deux mois. Elles seront ensuite transférées en pépinière sur la station de Combi jusqu'à la plantation qui doit avoir lieu en novembre 1999. Le transfert des plantules sera échelonné dans le temps en fonction de leur développement. Le futur essai de caféiers transgéniques est planté sous la responsabilité directe du CIRAD dans le cadre d'un avenant au contrat de coopération entre le CIRAD et Nestlé (Annexe 1). La mise en place de l'essai a été discutée, du point de vue technique et financier, avec les personnes responsables, en particulier Jean-Louis Pradon qui en assurera le suivi agronomique. Le budget prévisionnel présenté pour accord à Nestlé a été ventilé sur les six ans que dure l'essai. Les coûts sont partagés entre les deux partenaires sur la base des coûts réels. L'ensemble du dispositif du Programme café en Guyane a été visité avec J. Louis Pradon, et les développements possibles ont été envisagés.

Depuis le début de la culture de #Coffea canephora#, l'amélioration variétale a été l'un des moyens les plus efficaces pour l'augmentation du potentiel de production de cette espèce. Les variétés de #C. canephora# sont, soit des clones distribués sous forme de boutures, soit des hybrides de clones distribués sous forme de semences. L'espèce #C. canephora# comprend deux groupes génétiques, les Guinéens et les Congolais. Le groupe Congolais est, lui-même, composé de deux sous-groupes (SG1 et SG2). Cette diversité est décrite au niveau génotypique et phénotypique. Pour adopter un programme de sélection, il faut choisir le type de variétés recherchées (clones ou hybrides), la variabilité génétique disponible et le délai souhaité d'aboutissement du programme. Des clés d'analyses et de choix sont données dans ces domaines. Les variétés de demain devront produire un café de qualité, tout en permettant de réduire les coûts en intrants et en main-d'oeuvre en respectant l'environnement. Les critères de sélection et méthodes d'évaluation à mettre en oeuvre dans cette optique sont détaillés. Les dispositifs statistiques couramment employés pour les parcelles d'essai sont les blocs de Fisher et la randomisation de parcelles monoarbres. Des éléments de réflexion sur les méthodes culturales à appliquer dans les essais de sélection sont donnés. Les paramètres génétiques évalués chez #C. canephora# sont rappelés.

Cette mission avait pour but de préparer la mise au champ des caféiers trangéniques résistants à la mineuse des feuilles obtenus dans les laboratoires du Centre de Recherches Nestlé à Tours dans le cadre d'une collaboration entre le CIRAD et Nestlé. Ces caféiers seront plantés en Guyane sous la responsabilité du CIRAD, pour une évaluation agronomique. Tous les éléments techniques et budgétaires de l'essai sont à définir lors de la mission, afin de présenter dès la fin du premier semestre 1998 un dossier complet à la Commission du Génie Biomoléculaire (C.G.B.) pour la dissémination de ces caféiers transgéniques en Guyane. La description moléculaire de plantes issues d'une centaine d'événements de transformation indépendants est en cours dans les laboratoires de Tours. Les analyses devraient être transformées fin juin pour le dépôt du dossier, et le choix définitif des plantes mises au champ sera fait à ce moment là. Le matériel végétal transformé pourrait être envoyé en Guyane avant la fin de l'année 1998 pour une plantation en avril 1999

L'importance de la rouille orangée due à #Hemieia vastatrix#, a été évaluée sur #Coffea canephora# en Côte d'Ivoire. En terme de défoliation, les résultats montrent que sur certains génotypes l'impact de la maladie peut atteindre des niveaux comparables à #C. arabica#. Les observations multilocales révèlent une forte interaction de la sensibilité au champ entre clones et années d'une part, et d'autre part, entre clones et localités, ce qui laisse présager l'existence de plusieurs races de rouilles en Côte d'Ivoire. La présence de plusieurs races du parasite doit être prise en compte dans le programme de sélection pour la résistance au champ

La trachéomycose du caféier est une maladie qui est apparue en Afrique centrale et occidentale il y a environ 50 ans, avec un caractère de grande gravité. Cette maladie a entraîné la disparition de la culture de certaines variétés de #C. cenophora# comme le Kouilou. Sur #C. robusta#, cette maladie ne s'est manifestée que plus récemment, en Ethiopie vers les années 70, notamment dans les zones de cultures traditionnelles à faible technicité. Suite à la généralisation de la culture de #C. robusta# (moins sensible à la maladie) qui semblait avoir réglé le problème, l'attention des chercheurs était retombée. Mais on assiste depuis quelques années à un regain d'intérêt pour cette maladie qui est mise en avant comme l'un des facteurs limitants de la caféiculture en Afrique, notamment en Ethiopie, Zaïre et Tanzanie où l'on procède à la mise en quarantaine de cultures de caféiers pour cause de trachéomycose. Seule la voie génétique semble pouvoir être envisagée comme solution véritable. En plus des anciens travaux entrepris sur #C. cenophora#, des recherches menées en Ethiopie sur la trachéomycose du #C. arabica# dans les années 80 ont montré la possibilité d'utilisation des tests précoces d'évaluation de la sensibilité, ainsi que la présence d'une composante génétique forte, de nature non spécifique, de cette résistance. La mise en oeuvre de solutions génétiques ne pourra toutefois s'envisager qu'avec des études conjointes sur la variabilité de l'agent pathogène, notamment en ce qui concerne le pouvoir pathogène

L'amélioration des espèces allogames de Coffea canephora en Côte d'Ivoire est basée depuis 1984 sur un schéma de sélection récurrente réciproque qui exploite les meilleures performances des croisements entre deux populations génétiquement distinctes, "guinéens" et les "congolais". Ce document présente les résultats obtenus pour une progéniture, issue de croisements intergroupes, évaluée depuis six ans sur la base de plantes prises individuellement sur trois essais aléatoires plantés en 1985 et 1986. La sélection des individus s'est effectuée selon les critères suivants : rendements élevés, bonne vigueur des jeunes plans et diamètre moyen de la couronne à l'âge adulte. Les gains génétiques attendus, obtenus après sélection de 5 pour cent des meilleurs individus, étaient élevés pour le rendement, moyens pour la vigueur des jeunes plans et faible pour le diamètre de la couronne. Une sélection a également été menée pour la résistance à la rouille et en fonction du poids des grains. Six croisements prometteurs ont été sélectionnés pour une utilisation commerciale ainsi que 65 autres individus obtenus après 19 croisements différents

Le programme de sélection récurrente réciproque de #C. canephora# a été initié en Côte d'Ivoire en 1984, sur la base de la vigueur hybride entre les "congolais" et les "guinéens". Cinquante hectares d'essais ont été mis en place depuis cette date. Le point est fait sur l'état d'avancement du programme. Le premier cycle de sélection récurrente est maintenant en voie d'achèvement et le deuxième cycle a débuté. Un certain nombre d'essais en vue de sorties variétales sont actuellement en cours

L'importance relative de l'effet clonal par rapport au terroir, à la préparation et à la date de récolte est testée. Les éventuelles interactions entre le facteur clone et les autres facteur sont évaluées. La part prépondérante du clone dans l'expression de la qualité du café boisson et l'absence d'interactions entre facteurs permettent d'envisager une sélection efficace pour la qualité du café boisson et l'absence d'interactions entre facteurs permettent d'envisager une sélection efficace pour la qualité à la tasse de Coffea canephora. Des clones de qualité supérieure sont identifiés. L'étude d'un nombre important de génotypes du groupe Guinéen et des deux sous-groupes du groupe Congolais permet de relier les différences du café boisson à la structure de l'espèce

Résultats d'un programme de sélection récurrente réciproque (RRS) chez Coffea canephora en Côte d'Ivoire. Les valeurs de l'héritabilité, au sens strict, estimées à partir de la décomposition de l'analyse des variances, étaient élevées pour les caractères liés à l'architecture (0,22 à 0,78) et moyennes en ce qui concerne la vigueur de l'arbre (0,13 à 0,40) et le poids des baies (0,15 à 0,28). Les valeurs calculées de l'héritabilité pour les deux premières récoltes étaient élevées, mais bien plus faibles pour les suivantes. Les estimations de l'héritabilité par régression parents-descendance ont donné des résultats variables. Les corrélations phénotypiques et génotypiques entre les caractères, liés à la vigueur des arbres et la productivité, sont élevées. Le poids des fèves ne peut-être corrélé avec la vigueur ou la production. Le diamètre de la canopée à 4 ans est étroitement corrélé au cumul des productions de 2 à 5 ans, en absence de compétition entre les arbres. Enfin, les conséquences des résultats pour le choix des caractères à sélectionner parmi les hybrides intergroupes ou les parents des deux populations, sont discutées

L'importance de la rouille orangée (Hemileia vastatrix) a été évaluée sur du matériel végétal de Coffea canephora, vulgarisé ou en sélection en Côte-d'Ivoire. L'impact de la maladie peut être important sur des génotypes sensibles. Dans un essai de fongicides, une défoliation de 60 % du témoin sensible non traité a été constatée, alors qu'elle n'atteint que 20 % lorsque ce témoin est traité. Les observations sur le niveau d'attaque dans les parcelles de sélection montrent de fortes interactions entre génotypes, lieux et années. La sensibilité de plantes d'un même génotype, plantées en randomisation totale dans des essais clonaux, s'avère également variable. Ces résultats montrent une distribution hétérogène de races de l'agent pathogène ayant des gènes de viruence divers. La présence de plusieurs races autres que la race II, jusqu'ici seule inventoriée en Côte-d'Ivoire, peut être supposée. Malgré cette variabilité de l'agent pathogène, un grand nombre de génotypes ont montré une forte résistance pendant toutes les années d'observation, ce qui permettra une sélection efficace. Les conséquences des résultats sur les méthodes de sélection de Coffea canephora sont discutées.

Une prospection dans des plantations de caféiers de Côte-d'Ivoire a été entreprise dans le but de trouver des arbres producteurs, pour la sélection clonale, et des génotypes Guinéens utilisables comme géniteurs dans le schéma de sélection récurrente et réciproque. Parmi les 60 arbres prospectés, l'analyse électrophorétique a révélé 3 génotypes Congolais, 13 Guinéens, 8 hybrides intergroupes et 36 "recombinés". Le nombre d'individus Guinéens est satisfaisant et incite à renouveler ce type de prospection alors que la forêt primaire, abritant les caféiers sauvages, disparaît en Côte-d'Ivoire. Parmi les 5 arbres les plus producteurs de la prospection, 4 sont des hybrides intergroupes. Ceci confirme leur intérêt en sélection.

Le programme de sélection récurrente en cours en Côte d'Ivoire permet l'étude des paramètres génétiques pour le caféier Coffea canephora. La transmission des caractères a été évaluée à travers l'analyse des variances génétiques dans des essais factoriels, et les régressions entre parents et descendants. L'héritabilité estimée est moyenne pour la productivité cumulée sur quatre récoltes (h2=0,3), mais les valeurs estimées sont plus élevées pour la production précoce que pour celle d'arbres adultes. La taille des fèves a une héritabilité moyenne (h2=0,25), alors que la vigueur des arbres a des héritabilités moyennes à élevées : 0,13 pour le diamètre au collet, 0,50 pour la hauteur des arbres et leur encombrement). Les corrélations entre les caractères ont été étudiées. Elles sont élevées entre la plupart des caractères de vigueur et la productivité des arbres. On observe de très faibles corrélations entre la productivité et les caractères technologiques. L'encombrement des arbres présente une corrélation génétique avec la productivité variable suivant les conditions de compétition entre les arbres. L'évaluation de ces paramètres génétiques permet de choisir les caractères les plus pertinents pour la sélection, de déterminer le type de sélection optimal pour chacun d'entre eux, et de mettre en place un index de sélection pour les sorties variétales au niveau individuel et familial.

Un programme d'amélioration par sélection récurrente réciproque utilisant les 2 groupes génétiques ("Guinéens" et "Congolais") de C. canephora a débuté en 1984 en Côte d'Ivoire. Après évaluation en collection d'un millier de génotypes, 186 ont été utilisés dans le 1er cycle de sélection récurrente, durant lequel 130 croisements ont été plantés en essais pour l'étude de l'héritabilité de certains caractères. Des descendances inter groupes et des têtes de clones repérés dans ces descendances ont été sélectionnées lors de ce 1er cycle. Un index de sélection prenant en compte vigueur au jeune âge, productivité et encombrement des arbres est proposé. Combiné à une sélection par niveaux indépendants pour la qualité du café et la résistance, il permettra une sortie variétale performante. Le 2ème cycle de sélection sera mis en place progressivement et devrait permettre des gains génétiques importants

Deux groupes de populations ont été identifiés chez #C. canephora$, basés sur des différences géographiques et génétiques : le groupe guinéen d'Afrique de l'Ouest et le groupe congolais d'Afrique Centrale. Un programme de sélection récurrente réciproque basé sur ces deux groupes a été mis en place en Côte d'Ivoire en 1984. Les génotypes des deux groupes disponibles dans les collections en champs sont d'origine cultivée ou sauvage. La variabilité génotypique et phénotypique a été évaluée à l'intérieur et entre les groupes pour les caractéristiques suivantes : variabilité isoenzymatique, architecture, tolérance à la sécheresse et vigueur, caractères technologiques et organoleptiques, résistance aux insectes et aux maladies. Une variation importante a été montrée dans et entre les groupes. L'analyse isoenzymatique et les observations phénotypiques, ont permis d'identifier deux sous-groupes dans le groupe Congolais. Les valeurs phénotypiques des parents et des testeurs utilisés dans le premier cycle de sélection récurrente réciproque sont présentés. Les résultats de la sélection d'hybrides intergroupes montrent une forte production et une vigueur des hybrides en comparaison avec les hybrides intragroupes, justifiant l'approche utilisant la sélection réciproque. En outre, la variation observée indique que cette sélection récurrente pourrait apporter un progrès dans les caractéristiques de sélection pour les hybrides intergroupes et les deux groupes de populations. (Résumé d'auteur)

L'amélioration génétique de Coffea canephora en Côte d'Ivoire pour les trois aléas importants que sont la sécheresse, le scolyte des branchettes et la rouille orangée donne beaucoup d'espoirs. En effet, pour chacun de ces aléas, une méthodologie d'analyse simple et rapide est disponible pour le criblage du matériel en sélection. Ensuite, pour chaque aléa, une variabilité génétique importante a été observée en relation avec la structure génétique connue de l'espèce. Le sous-groupe 1 congolais s'avère très intéressant comme source de résistance à la sécheresse et au scolyte. Enfin, au moins pour ces deux aléas, la transmission de la résistance apparaît largement additive, ce qui devrait permettre une sélection efficace des géniteurs dans les populations de base de la sélection récurrente et réciproque. Un des problèmes les plus cruciaux à résoudre est la vérification de l'hypothèse de l'existence de plusieurs races de rouille en Côte d'Ivoire, émise suite à l'observation de fortes interactions entre clones et année et entre clones et lieux. Enfin, l'évaluation du matériel végétal de ce travail permet de proposer aux physiologistes, entomologistes et phytopathologistes des génotypes, choisis pour leur comportement extrème, dont l'étude pourra aider à préciser les mécanismes biologiques sous-jacents à la variabilité génétique observée

La réaction à la sécheresse de caféiers Coffea canephora au jeune âge a été évaluée par différentes observations : notation visuelle de l'incidence de la sécheresse, taux de mortalité, forme et aspect des feuilles. Les comportements des groupes Guinéens, sous-groupes 1 et 2 (SG1 et SG2) Congolais et des hybrides intergroupes entre Guinéens et Congolais (SG2) s'avèrent très différents. Une étude diallèle montre l'importance de l'Aptitude Générale à la Combinaison pour la transmission de la tolérance à la sécheresse estimée par la notation visuelle globale. La vigueur des hybrides intergroupes semble cependant masquer la transmission de la tolérance à la sécheresse. Une sélection de génotypes adaptés à la sécheresse est possible à l'intérieur de chaque groupe, même si la variabilité au sein du sous-groupe 2 Congolais est faible. La notation utilisée pour l'incidence de la sécheresse est simple, rapide et satisfait les conditions de l'analyse de la variance. Elle permet une bonne discrimination des objets comparés et la précision de l'analyse est améliorée en utilisant la moyenne des plus proches voisins comme covariable. La note visuelle de l'incidence de la sécheresse est liée au taux de la mortalité due à la sécheresse et est corrélée négativement avec les premières productions

L'amélioration de Coffea canephora par hybridation interspécifique a débuté en 1975 avec diverses espèces du genre Coffea et en particulier avec C. liberica. Les descendances F1 de C. canephora x C. liberica montrent des défauts de fertilité. Leur utilisation dans les schémas de sélections clonales élaborés pour l'amélioration de C. canephora nécessite, au préalable, une restauration de leur fertilité, par création d'une seconde génération d'individus (BC1) obtenus par rétrocroisement des hybrides F1 sur le parent C. canephora. L'étude des BC1 porte sur la vigueur (diamètre au collet, hauteur et longueur du plus grand rameau plagiotrope pour des arbres de 3 ans) la fertilité mâle (taux de grains de pollen) et femelle (taux de caracolis et de loges vides, coefficient de remplissage des fruits) et la productivité (floraison et production). Les observations montrent un effet du sens du croisement, les meilleurs résultats étant obtenus avec les descendants de C. canephora x F1. La fertilité faible par rapport aux témoins est améliorée par rapport aux hybrides F1. La productivité est également faible mais la variabilité observée permet une sélection individuelle.

Dans le cadre du programme de sélection récurrente réciproque pour améliorer le caféier Robusta, les principales caractéristiques technologiques et organoleptiques des cafés produits par quelques génotypes des deux populations en sélection (guinéens et congolais) et de leurs hybrides sont présentées. Les caractéristiques (granulométrie et taux de caféine) ont des héritabilités moyennes avec une transmission de type additif (taux de caféine supérieure aux congolais chez les guinéens, mais granulométrie inférieure). L'analyse des caractères liés à la torréfaction (perte de poids et augmentation de volume) montre des différences très importantes entre les génotypes (forte augmentation de volume pour certains guinéens). Les résultats des tests organoleptiques montrent une tendance au corps et à l'amertume chez les guinéens, opposée à une certaine neutralité organoleptique pour les congolais. Les hybrides ont une variabilité importante pour l'ensemble des ces caractères. Ces résultats permettent d'orienter la sélection afin de proposer la production de café Robusta aux qualités organoleptiques améliorées.